特許 7595853 ポーラスアスファルト舗装混合物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-29

(45)【発行日】2024-12-09

(54)【発明の名称】ポーラスアスファルト舗装混合物

(51)【国際特許分類】

   E01C 7/26 20060101AFI20241202BHJP

   E01C 11/24 20060101ALI20241202BHJP

【ＦＩ】

E01C7/26

E01C11/24

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019012227

(22)【出願日】2019-01-28

(65)【公開番号】P2020117995

(43)【公開日】2020-08-06

【審査請求日】2021-09-09

【審判番号】

【審判請求日】2023-03-06

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 １）集会での発表 ［開催日］平成３０年２月２２日 ［集会名、開催場所］ＰＭ研究会舗装分科会会合、学校法人鶴学園広島工業大学 ［公開者］米倉亜州夫 ［公開された発明の内容］ポーラスアスファルト舗装についての発表で、廃棄カーボンブラックを添加した炭化物添加ポーラスアスファルト混合物が従来に比較して性能を向上させたことを発表した。 ２）説明会での発表 ［開催日］平成３０年２月２８日 ［集会名、開催場所］広島県商工労働局海外ビジネス課主催環境ビジネス海外展開報告会、リーガロイヤルホテル広島 ［公開者］米倉亜州夫 ［公開された発明の内容］インドネシアへビジネス展開することを目的とした説明会でインドネシアの人等に、廃棄カーボンブラックを添加した炭化物添加ポーラスアスファルト混合物が従来に比較して性能を向上させることを説明した。

(73)【特許権者】

【識別番号】519031911

【氏名又は名称】株式会社米倉社会インフラ技術研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】502092567

【氏名又は名称】吉田 利兵衛

(74)【代理人】

【識別番号】100146020

【弁理士】

【氏名又は名称】田村 善光

(72)【発明者】

【氏名】米倉 亜州夫

【合議体】

【審判長】居島 一仁

【審判官】古屋野 浩志

【審判官】土屋 真理子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１６９２５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１３９０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－６８２１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２９２７９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２６５０６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００５－５３６３３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

E01C 1/00-17/00

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポリマー改質アスファルトＨ型と、
カーボンブラック８８．９～９６．１重量％、水分０．３～６重量％、塵や微粒分等の不純物０．１～２．１重量％の組成の廃棄カーボンブラックと、砕石と、砕砂と、石粉と、を配合したことからなることを特徴とするポーラスアスファルト舗装混合物。

【請求項2】

カーボンブラック８８．９～９６．１重量％、水分０．３～６重量％、塵や微粒分等の不純物０．１～２．１重量％の組成の前記廃棄カーボンブラックの、前記ポーラスアスファルト舗装混合物に対する添加量が０．０１～１０重量％であることを特徴とする請求項１に記載のポーラスアスファルト舗装混合物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、透水機能を有する舗装に使用される、ポリマー改質アスファルトやカーボンブラックを使用したポーラスアスファルト舗装混合物に関する。

【背景技術】

【0002】

ポリマー改質アスファルトＨ型を使用したポーラスアスファルト舗装混合物の発明として、特許文献１には、骨材、フィラーおよびアスファルト系バインダから構成されるアスファルト混合物からなる既設アスファルト舗装を取り壊して得られる粒状のアスファルト廃材を洗浄して微細粒子を取り除く洗浄工程と、前記洗浄後のアスファルト廃材に付着しているアスファルトを剥がす摩砕工程とを設けて製造した再生骨材を使用した再生ポーラスアスファルト舗装混合物が開示されている。そして、ポリマー改質アスファルトＨ型を使用した再生ポーラスアスファルトのカンダブロ試験結果等が掲載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００８－２０８６０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

普通アスファルト舗装である密粒度アスファルト舗装は空隙率３～５％であるので、図２に示すように降雨４があると雨水が密粒度アスファルト舗装２の表面を雨水の舗装表面流れ５ｂとなって流れ、道路舗装路面に水がたまるという問題があったので、道路舗装路面の排水を行うために、ポーラスアスファルト舗装１は降雨４が舗装内のアスファルトの空隙を通って滴り落ちるように空隙率を約２０％にしてアスファルト舗装の空隙を多くして透水機能を高めたアスファルト舗装である。ポーラスアスファルト舗装１の場合は、図１に示すように、降雨４は雨水の浸透流れ５ａに示すようにアスファルト舗装内を透水し不透水層３の上に沿って流れ排水溝に流れていく。

【0005】

特許文献１の発明は、再生ポーラスアスファルト（ポリマー改質Ｈ型）の、すり減りや骨材飛散抵抗性を評価するカンタブロ試験結果が基準損失率２０％に対して、特許文献１の表１９に８．０～１１．４％であることは記載されているが、基準損失率２０％をクリアしたとしてもポーラスアスファルト舗装は空隙率が高いことなどから長年による使用により骨材飛散が発生しやすく、寿命が密粒度アスファルト舗装に比較して６０～７０％しかない。例えば、普通アスファルト舗装が約１２年で補修するとすれば、ポーラスアスファルト舗装は、図４に示すように実際の道路からサンプルを取ってカンタブロ試験などのアスファルト舗装試験を実施した結果、約９年で舗装の性能が減少してアスファルト舗装の要求性能を満たさなくなり、表層を補修しなければならないという問題があった。

【0006】

すり減りや骨材飛散抵抗性を評価する現在のカンタブロ試験は、供試体１個をロサンゼルス試験機のドラムに入れ、鋼球を使用しないでドラムを３００回転させた後の前記供試体の重量減を測り損失量を求める試験である。通常は室温の乾燥状態で行うが、低温で行ったり、水浸後の供試体を用いたりする試験でもある。この試験では紫外線曝露後の供試体を試験することを規定していない。

【0007】

また、カーボンブラックを製造する工程で床面等に落下した廃棄カーボンブラックは、集塵機で周辺も含めて根こそぎ捕集するため、床面に落下している水分やホコリが混ざって収集される。この廃棄カーボンブラックはカーボンブラックの出荷品質基準を満足してないから出荷することができずに焼却処分になり、廃棄されリサイクルされていないという問題があった。

【0008】

また、廃棄カーボンブラックは、水分をいくらか含有しているため、アスファルト混合物製造において、約１８０℃に加熱した骨材や石粉と、水分を含有した廃棄カーボンブラックとを混合させる工程において水蒸気爆発が発生する危険が予測されるとか、超微粒子の廃棄カーボンブラックが団粒となって混合物が均一に混合されないことにより混合物としての品質が安定しないとか、水分を含有した廃棄カーボンブラックが混ざり込んだアスファルトと骨材との接着力が低下するとかの問題があったため、水分を含有する廃棄カーボンブラックは商品として出荷できないという問題があった。

【0009】

また、水分を含む乾留炭化物は、アスファルト舗装混合物製造における約１８０℃に加熱した骨材や石粉と、水分を含有した廃棄カーボンブラックとを混合させる工程において水蒸気爆発が発生する危険が予測されるという問題があった。

【0010】

本発明はこうした問題に鑑み創案されたもので、道路舗装として、舗装の空隙率を大きくして雨水が透水しやすく、かつ骨材飛散が発生しにくいポーラスアスファルト舗装混合物を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

発明者は、ストレートアスファルトを使用する密粒度アスファルト舗装混合物と、ポリマー改質アスファルトＨ型を使用するポーラスアスファルト舗装混合物との相違点として、空隙率に約４～６倍の差があること、及び、ポリマー改質アスファルトＨ型はストレートアスファルトに樹脂などのポリマーを追加していることに着目した。また、図３（ａ）に示すようにカーボンブラック（ＣＢ）を含まないポーラスアスファルト舗装混合物２０の場合、施工時はポリマー改質アスファルトＨ型４０ａが砂利等の骨材３０を覆っているが、経過年数が経つと図３（ｂ）に示すようにポリマー改質アスファルトＨ型４０ａが劣化して骨材３０がむき出しになっていることにも着目した。

【0012】

また、カーボンブラックには、工業的に品質制御して製造される直径３～５００ｎｍ程度の炭素の微粒子である新品カーボンブラック、カーボンブラックを製造する工程や袋詰め作業中に床面に落下したカーボンブラックや工程内に滞留したカーボンブラックを集めた廃棄カーボンブラック、廃ゴム乾留炭化物、廃タイヤ乾留炭化物、又は、廃タイヤ乾留炭化物をラジアルタイヤのスチールと乾留炭化物に分離するときに水の中を通した水分含有廃タイヤ乾留炭化物が含まれる。

【0013】

なお、廃棄カーボンブラックには水分を含有しない廃棄カーボンブラックと水分を含有した廃棄カーボンブラックが含まれ、廃ゴム乾留炭化物は水分を含有していない。

【0014】

請求項１に記載のポーラスアスファルト舗装混合物は、ポリマー改質アスファルトＨ型と、カーボンブラック８８．９～９６．１重量％、水分０．３～６重量％、塵や微粒分等の不純物０．１～２．１重量％の組成の廃棄カーボンブラックと、砕石と、砕砂と、石粉と、を配合したことからなることを特徴とする。

【0015】

請求項２に記載のポーラスアスファルト舗装混合物は、請求項１において、カーボンブラック８８．９～９６．１重量％、水分０．３～６重量％、塵や微粒分等の不純物０．１～２．１重量％の組成の前記廃棄カーボンブラックの、前記ポーラスアスファルト舗装混合物に対する添加量が０．０１～１０重量％であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0016】

本発明者は、すり減りや骨材飛散抵抗性を評価する現在のカンタブロ試験は紫外線曝露せずに実施されているが、アスファルト舗装は太陽光による紫外線に曝露されるので紫外線曝露後の供試体のカンダブロ試験も必要と考えた。そして、紫外線曝露後の供試体をカンダブロ試験することとし、前記紫外線曝露は、耐候性試験装置（型式メタルウェザーＫＵ－Ｒ５、ダイプラ・ウインテス株式会社製）を使用し、日本の太陽光の２０年分に相当する紫外線量として、照度７５ｍＶ／ｃｍ ２ 、温度６０℃、時間を４０日間、フィルターＫＦ－１（可視光線、紫外線用）の条件設定で供試体の紫外線曝露を実施した。

【0017】

カンタブロ試験は紫外線曝露せずに実施され基準は損失率２０％以下である。そこで、紫外線曝露をしない供試体と紫外線曝露した供試体とでカンタブロ試験を実施すると、表８に示すように、ポリマー改質アスファルトII型の場合に、紫外線曝露せずの場合の損失率が１９．６％の供試体が紫外線曝露後の損失率が４２．５％と基準損失率をクリアできず、また、紫外線曝露せずの場合の損失率が１５．２％の供試体が紫外線曝露後の損失率が２６．８％と基準損失率をクリアできていない結果が得られた。このことは、ポーラスアスファルト舗装の骨材飛散が長期間使用すると増大するという実情と一致する。

【0018】

これに対して、本発明のポリマー改質アスファルトＨ型の場合は、表８に示すように、廃棄カーボンブラックを添加しない場合は、紫外線曝露せずの場合の損失率が７．８％の供試体が紫外線曝露後の損失率が１９．３％と基準損失率をギリギリにクリアできたが、廃棄カーボンブラックを添加した場合は、紫外線曝露せずの場合の損失率が６．７％の供試体が紫外線曝露後の損失率が１０．３％と基準損失率を大きくクリアできたという顕著な効果が得られた。これにより、紫外線曝露をしていない供試体のカンタブロ試験で基準の損失率２０％をクリアしていても紫外線曝露によってすり減りが増加し骨材飛散抵抗性は悪化することが示され、実際のポーラスアスファルト舗装の骨材飛散が密粒度アスファルト舗装より多い実情をみると、紫外線曝露をした後の供試体のカンタブロ試験が必要であることが示された。

【0019】

また、廃棄カーボンブラック又は水分を含む乾留炭化物の再資源化ができるという顕著な効果があり、廃棄カーボンブラックを廃棄処分で焼却する場合は多量のＣＯ_２が大気中に排出されていたのを抑止できるので地球温暖化防止という効果もある。

【0020】

カーボンブラックを１８０℃に加熱した骨材と石粉と混合してミキサーで空練したときに粉塵が多量に発生すると懸念されていたが、廃棄カーボンブラック又は水分を含む乾留炭化物の場合は、粉塵が発生しなかったという顕著な効果があった。廃棄カーボンブラック又は水分を含む乾留炭化物が水分を含有しているので、この水分は粉塵の発生を抑制したものと考えられる。これにより、粉塵災害が発生しないという安全健康環境を実現できる。

【0021】

さらに、水蒸気爆発が発生しなかったが、この理由として、廃棄カーボンブラック又は水分を含む乾留炭化物を、１８０℃に加熱した骨材と石粉とともにミキサー中に投入して空練したときに、廃棄カーボンブラック又は水分を含む乾留炭化物に含有されていた水分が飛散したためと思われる。

【0022】

さらに、新品のカーボンブラックは約３０万円以上／トンであり、これに比較して廃棄カーボンブラックは廃棄処理していたものの再利用であるので安価化できる。また、安価な廃棄カーボンブラックの添加量は０．０１～１０％の範囲内でよいので、高価なカーボンブラックに比較してさらに安価化ができる。

【0023】

したがって、従来からのポーラスアスファルト道路舗装は空隙率が高いことにより透水性を有するが寿命が密粒度アスファルト道路舗装に比較して６０～７０％しかなかったが、本願発明のポーラスアスファルト道路舗装は透水性を有しかつ紫外線照射を受けても寿命を密粒度アスファルト道路舗装と同等かそれ以上のレベルにすることができるという顕著な効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】ポーラスアスファルト舗装の雨水の浸透流れを説明する断面説明図である。

【図2】密粒度アスファルト舗装の雨水の舗装表面流れを説明する断面説明図である。

【図3】ポーラスアスファルト舗装混合物の表層における骨材を覆うポリマー入りアスファルトの劣化状況の説明図で、（ａ）が施工開始時のポリマー入りアスファルト（ポリマー改質アスファルトＨ型）が骨材表面を覆っている状況を表示した説明図で、（ｂ）が数年後の従来のカーボンブラック（ＣＢ）無しのポリマー改質アスファルトＨ型を使用したポーラスアスファルト舗装混合物の場合で表層骨材表面からポリマー改質アスファルトＨ型が剥離した状況と表層骨材が飛散した状況を表示した説明図で、（ｃ）が数年後の本発明のカーボンブラック（ＣＢ）を含むポリマー改質アスファルトＨ型を使用したポーラスアスファルト舗装混合物の場合で表層骨材表面にポリマー改質アスファルトＨ型がまだ残存して骨材表面を覆っている状況を表示した説明図である。

【図4】ポーラスアスファルト舗装混合物のアスファルトが、カーボンブラック（ＣＢ）を含まないポリマー改質アスファルトＨ型の場合と本発明のＣＢを含んだポリマー改質アスファルトＨ型の場合との比較をした説明図で、（ａ）が性能劣化と補修実施と経過年数との関係で示した説明図で、（ｂ）が建設及び補修費用と経過年数との関係を示した説明図で、２０年経過後のライフサイクルコストの差を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

本発明のカーボンブラックの組成については、廃棄カーボンブラックの組成は、カーボンブラック８８．９～９６．１％、水分０．３～１１．０％、塵や微粒分等の不純物０．１～２．１％であり、廃ゴム乾留炭化物の組成はカーボンブラック約７０％、石灰系の不純物約３０％であり、水分含有廃タイヤ乾留炭化物の組成はカーボンブラック７５～８５％、不純物約１５％、水分５～１０％であり、廃タイヤ乾留炭化物の組成はカーボンブラック約８５％、不純物約１５％であり、新品カーボンブラックの組成はカーボンブラック１００％である。

【0026】

本発明のポーラスアスファルト舗装混合物は、新品カーボンブラック、廃棄カーボンブラック、廃ゴム乾留炭化物、廃タイヤ乾留炭化物又は水分含有廃タイヤ乾留炭化物のうちのいずれかと、ポリマー改質アスファルトＨ型とを含む。

【0027】

また、前記カーボンブラックの前記ポーラスアスファルト舗装混合物に対する添加量が０．０１～１０％である。好ましくは０．１％～５％である。より好ましくは０．１％～３％で、更に好ましくは０．１％～０．５％である。前記添加量が５％まではポーラスアスファルト舗装混合物のもろさは目立たないが、前記添加量が１０％を超えて多く添加するとポーラスアスファルト舗装混合物が脆くなる。

【0028】

本発明のポーラスアスファルト舗装混合物（ｃ～ｄ）の配合率の一例及び、比較例（ａ、ｂ）の配合率を表１に示す。表１において、ａ及びｂの供試体はポリマー改質アスファルトII型で室内試験用及び実機プラント試験用の供試体に使用し、ｃの供試体はポリマー改質アスファルトＨ型で室内試験用及び実機プラント試験用の供試体に使用し、ｄの供試体はポリマー改質アスファルトＨ型で実機プラント試験用の供試体に使用し、ｅの供試体はポリマー改質アスファルトＨ型で室内試験用の供試体に使用した。

【0029】

【表1】

【0030】

表１より、本発明のポーラスアスファルト舗装混合物は、ポリマー改質アスファルトＨ型、廃棄カーボンブラック、６号砕石、砕砂、石粉を含む。６号砕石及び砕砂の材質はホルンヘルスを使用し、石粉の材質は石灰石粉を使用した。

【0031】

まず、室内試験で、アスファルト舗装混合物の品質試験を実施し、具体的には、アスファルト舗装混合物の骨材飛散抵抗性を評価するカンタブロ試験、実際の道路のわだち掘れと良い相関があるホイールトラッキング試験、アスファルト舗装混合物の荷重により破壊するときの最大荷重と変形量を評価するマーシャル安定度試験を実施した。

【0032】

カンタブロ試験は、室温で、ポーラスアスファルト舗装混合物の供試体をロサンゼルス試験機に入れ、鋼球を使用しないでドラムを３００回転させ、試験後の前記供試体の損失量を測定した。カンタブロ試験結果は、ポリマー改質アスファルトＨ型を使用したポーラスアスファルト舗装混合物の本発明と、ポリマー改質アスファルトＩＩ型を使用したポーラスアスファルト舗装混合物の比較例とを、廃棄カーボンブラックに対する含水率を変えて実施した。その室内試験の結果を表２に示す。

【0033】

【表2】

【0034】

表２から、ポリマー改質アスファルトＩＩ型を使用したポーラスアスファルト舗装混合物の場合は、カンタブロ損失率が１０．８％～１３．５％で、廃棄カーボンブラックに対する含水率が大きいほどカンタブロ損失率が大きくなったが、いずれもカンタブロ損失率の基準値である２０％を大きく下回っていた。

【0035】

また、ポリマー改質アスファルトＨ型を使用したポーラスアスファルト舗装混合物の場合は、廃棄カーボンブラックに対する含水率が０％を使用したが、カンタブロ損失率は６．３％であり、廃棄カーボンブラックに対する含水率が０％のポリマー改質アスファルトＩＩ型を使用したポーラスアスファルト舗装混合物のカンタブロ損失率が１０．８％であった。これから、ポリマー改質アスファルトＨ型を使用した方がポリマー改質アスファルトＩＩ型を使用する場合に比較してカンタブロ損失率が約半減することが示された。

【0036】

また、ポリマー改質アスファルトＩＩ型でみた場合、含水率６％の廃棄カーボンブラックを添加したポーラスアスファルト舗装混合物の品質は含水率０％の場合とほぼ同じであり含水による品質低下は認められない。

【0037】

次に、ホイールトラッキング試験は、ポーラスアスファルト舗装混合物の所定の寸法の供試体（３０×３０×５ｃｍ）上に載荷した小型の鉄車輪（直径２０ｃｍ、幅５ｃｍ、接地圧６．４ｋｇ/ｃｍ^２）を規定温度（６０℃）、規定時間、規定速度（走行距離２３ｃｍを２１往復／分）で繰り返し往復走行させ、単位時間当たりの変形量（轍掘れ）から動的安定度（回／ｍｍ）を求めた。轍掘れを測定し動的安定度を示すホイールトラッキング試験は、ポリマー改質アスファルトＩＩ型とポリマー改質アスファルトＨ型と比較して、廃棄カーボンブラック（ＷＣＢ）添加の効果の違いを確認した。その室内試験の結果を表３に示す。

【0038】

【表3】

【0039】

表３から、ポリマー改質アスファルトＩＩ型の場合の動的安定度（ＤＳ値）は、５，７３０回／ｍｍ～６，３００回／ｍｍで、基準値の３，０００回／ｍｍを大きく上回っており良好であった。ポリマー改質アスファルトＨ型の場合の動的安定度（ＤＳ値）は、廃棄カーボンブラック（ＷＣＢ）の添加量が１％と少ないのにもかかわらず１５，７５０回／ｍｍが得られて、ポリマー改質アスファルトＩＩ型の場合より約３倍も大きく、動的安定度（ＤＳ値）の性能が著しく向上していることが示されている。すなわち、轍掘れが長期間使用してもほとんど発生しないことが示されている。

【0040】

また、ポリマー改質アスファルトＩＩ型でみた場合、含水率６％の廃棄カーボンブラックを添加したポーラスアスファルト舗装混合物の品質は含水率０％の場合とほぼ同じであり含水による品質低下は認められない。

【0041】

次に、マーシャル安定度試験は、ポーラスアスファルト舗装混合物の円筒形供試体（直径１０１．６ｍｍ、厚さ６３．５ｍｍ）の側面を円弧形の２枚の載荷ヘッドで挟み、規定温度（６０℃）、規定載荷速度（毎分５０ｍｍ）により直径方向に荷重を加え、前記円筒形供試体が破壊するまでに示す最大荷重（安定度ｋＮ）それに対する変形量（フロー値１／１００ｃｍ）を測定した。マーシャル安定度試験を実施し、ポリマー改質アスファルトＩＩ型とポリマー改質アスファルトＨ型とを比較して、廃棄カーボンブラック（ＷＣ）添加の効果の違いを確認した。その室内試験の結果を表４に示す。

【0042】

【表4】

【0043】

表４から、廃棄カーボンブラック１％含有のポリマー改質アスファルトＨ型の方が、廃棄カーボンブラック３％含有のポリマー改質アスファルトＩＩ型より、安定度及び残留安定度ともわずかであるが大きい値となっており高い性能を有することが示されている。

【0044】

また、ポリマー改質アスファルトＩＩ型でみた場合、含水率６％の廃棄カーボンブラックを添加したポーラスアスファルト舗装混合物の品質は含水率０％の場合とほぼ同じであり含水による品質低下は認められない。

【0045】

以上の室内試験結果である、前記カンタブロ試験、前記ホイールトラッキング試験及び前記マーシャル安定度試験の結果から、第一に廃棄カーボンブラックを含有させたポーラスアスファルト舗装混合物はアスファルト舗装に有効であること、第二にポリマー改質アスファルトＨ型を使用した場合は廃棄カーボンブラックの添加率を大幅に小さくしてもポーラスアスファルト舗装混合物としての性能アップを図ることができること、第三に含水
率６％の廃棄カーボンブラックを添加したポーラスアスファルト舗装混合物の品質は含水率０％の場合とほぼ同じであり含水による品質低下は認められなかったことが示された。

【0046】

次に、実機プラントでポーラスアスファルト舗装混合物を製造して、その製造したポーラスアスファルト舗装混合物を供試体として、カンタブロ試験、マーシャル安定度試験及びホイールトラッキング試験を実施した。実機プラントでのポーラスアスファルト舗装混合物製造過程において、水分を６％含む廃棄カーボンブラックを添加したポーラスアスファルト舗装混合物を実機プラントにおけるミキサーで練り混ぜても、粉塵が舞うことがほとんどなく、水蒸気爆発の危険性は全く認められなかった。

【0047】

まず、実機プラントで製造したポーラスアスファルト舗装混合物についてホイールトラッキング試験を実施し、その結果を表５に示す。

【0048】

【表5】

【0049】

表５から、廃棄カーボンブラック３％添加により動的安定度が、ポリマー改質アスファルトＩＩ型の場合２，１００回／ｍｍから４，２００回／ｍｍへ、ポリマー改質アスファルトＨ型の場合７，０００回／ｍｍから９，０００回／ｍｍへと、約１．３～２倍高まることが示されている。また、廃棄カーボンブラック０．５％添加したポリマー改質アスファルトＨ型（９，０００回／ｍｍ）の方が、廃棄カーボンブラック３％添加したポリマー改質アスファルトＩＩ型（４，２００回／ｍｍ）に比較し、動的安定度が約２．１倍高まることが示された。廃棄カーボンブラック０．５％添加したポリマー改質アスファルトＨ型は、動的安定度が１ｍｍの轍掘れができるのに９，０００回で、かつバラツキを評価する変動係数はほとんど変化が見られなかったことから、動的安定度が極めて高品質なポーラスアスファルト舗装混合物ができることが示された。

【0050】

次に、実機プラントで製造したポーラスアスファルト舗装混合物についてマーシャル安定度試験を実施し、その結果を表６に示す。

【0051】

【表6】

【0052】

表６から、廃棄カーボンブラック０％含有で比較すると、安定度はポリマー改質アスファルトＩＩ型が４．６８ｋＮに対してポリマー改質アスファルトＨ型が６．４２ｋＮで大きく、残留安定度はポリマー改質アスファルトＩＩ型が９０．４％に対してポリマー改質アスファルトＨ型が９２．４％で大きい。よって、廃棄カーボンブラック無添加では、ポリマー改質アスファルトＨ型の方が、ポリマー改質アスファルトＩＩ型より、安定度及び残留安定度ともわずかであるが高い性能を有することが示されている。

【0053】

また、廃棄カーボンブラックの添加効果を安定度でみると、ポリマー改質アスファルトＩＩ型では廃棄カーボンブラック０％の４．６８ｋＮが廃棄カーボンブラック３％添加で６．０５ｋＮと増加し、ポリマー改質アスファルトＨ型では廃棄カーボンブラック０％の６．４２ｋＮが廃棄カーボンブラック０．５％添加で６．７９ｋＮとわずかに増加しており、廃棄カーボンブラック添加により安定度が増加することが示された。

【0054】

なお、残留安定度については、ポリマー改質アスファルトＩＩ型では廃棄カーボンブラック０％の９０．４％が廃棄カーボンブラック３％添加で８２．５％と減少し、ポリマー改質アスファルトＨ型では廃棄カーボンブラック０％の９２．４％が廃棄カーボンブラック０．５％添加で９０．１％とわずかに減少している。ポリマー改質アスファルトＨ型の場合は減少幅がわずかであり、かつ基準値を大幅にクリアしているので問題はない。

【0055】

次に、実機プラントで製造したポーラスアスファルト舗装混合物についてカンタブロ試験を実施し、その結果を表７に示す。

【0056】

【表7】

【0057】

表７から、廃棄カーボンブラックを３％添加したポリマー改質アスファルトＩＩ型の場合は、カンタブロ損失率が廃棄カーボンブラック無添加の１９．６％から１５．２％へ小さくなり、廃棄カーボンブラックを０．５％添加したポリマー改質アスファルトＨ型の場合は、カンタブロ損失率が廃棄カーボンブラック無添加の７．８％から６．７％へ小さくなった。また、ポリマー改質アスファルトＨ型に廃棄カーボンブラックをわずか０．５％添加しただけであるのにかかわらずカンタブロ損失率が６．７％と極めて小さくなることが示されている。

【0058】

次に、実機プラントで製造したポーラスアスファルト舗装混合物を対象に、道路は常に太陽光に照射されているので紫外線に曝露させた後のカンタブロ試験を実施した。ポリマー改質アスファルトＨ型を使用したポーラスアスファルト舗装混合物の本発明と、ポリマー改質アスファルトＩＩ型を使用したポーラスアスファルト舗装混合物の比較例とを、廃棄カーボンブラックの含水率を６％としてカンダブロ試験を実施した。その結果を表８に示す。

【0059】

表８に示すカンタブロ試験は、４０日間紫外線曝露をした耐候性試験後に実施した結果を示している。この４０日間の紫外線連続照射の紫外線量は実際の道路が２０年間にわたり太陽光から照射される紫外線量に相当する。

【0060】

【表8】

【0061】

表８から、いずれの供試体も紫外線曝露するとカンタブロ損失率が大きくなることが示されている。例えば、廃棄カーボンブラック無添加でポリマー改質アスファルトＩＩ型を使用した場合のカンタブロ損失率は、１９．６％が紫外線曝露後は４２．５％と大きくなっている。

【0062】

また、カンタブロ損失率は、ポリマー改質アスファルトＨ型を使用した場合が、ポリマー改質アスファルトＩＩ型を使用した場合に比較して、カンタブロ損失率は小さい。また、廃棄カーボンブラック（ＷＣＢ）を含有させない場合で比較すると、ポリマー改質アスファルトＩＩ型を使用した場合の１９．６％に対してポリマー改質アスファルトＨ型を使用した場合が７．８％と約１／３にカンタブロ損失率が小さくなっている。

【0063】

また、廃棄カーボンブラック（ＷＣＢ）の効果を確認すると、ポリマー改質アスファルトＩＩ型を使用した場合のカンタブロ損失率は、廃棄カーボンブラック無添加の場合は紫外線曝露せずの１９．６％が紫外線曝露後は４２．５％と変化量が２２．９％もあり、廃棄カーボンブラック３％添加の場合は紫外線曝露せずの１５．２％が紫外線曝露後は２６．８％と変化量が１１．６％に小さくなった。また、ポリマー改質アスファルトＨ型を使用した場合のカンタブロ損失率は、廃棄カーボンブラック無添加の場合は紫外線曝露せずの７．８％が紫外線曝露後は１９．３％と変化量が１１．５％であり、廃棄カーボンブラック０．５％添加の場合は紫外線曝露せずの６．７％が紫外線曝露後は１０．３％と変化量が３．６％に極めて小さくなるという顕著な効果が得られた。

【0064】

また、廃棄カーボンブラックの効果を紫外線曝露後のカンタブロ損失率で確認すると、ポリマー改質アスファルトＩＩ型を使用した場合のカンタブロ損失率は廃棄カーボンブラック無添加で４２．５％が廃棄カーボンブラック３％添加で２６．８％と小さくなり、ポリマー改質アスファルトＨ型を使用した場合のカンタブロ損失率は廃棄カーボンブラック無添加で１９．３％が廃棄カーボンブラック０．５％添加で１０．３％と小さくなった。

【0065】

また、廃棄カーボンブラックを３％添加したポリマー改質アスファルトＩＩ型の紫外線曝露後のカンタブロ損失率２６．８％に比較し、廃棄カーボンブラックをわずか０．５％添加しただけのポリマー改質アスファルトＨ型の紫外線曝露後のカンタブロ損失率が１０．３％と極めて小さくなることが示されている。

【0066】

また、ポリマー改質アスファルトＨ型に廃棄カーボンブラック（ＷＣＢ）を０．５％添加させた場合の紫外線曝露後のカンタブロ試験結果で、カンタブロ損失率を１０．３％まで小さくできたことは、カンタブロ損失率がポリマー改質アスファルトＩＩ型に廃棄カーボンブラック（ＷＣＢ）を３％添加させた場合（２６．８％）よりも小さいことから、廃棄カーボンブラック（ＷＣＢ）添加による紫外線劣化対策効果がポリマー改質アスファルトＩＩ型よりポリマー改質アスファルトＨ型の方が大きいことを表している。

【0067】

前記室内試験及び前記実機プラント試験から、含水率６％の廃棄カーボンブラックを添加したポーラスアスファルト舗装混合物の品質は含水率０％の場合と比較し含水による品質の低下は認めらなかった。また、ポリマー改質アスファルトＨ型の方が、ポリマー改質アスファルトＩＩ型より高い品質が得られることが示された。

【0068】

以上により、本発明のカーボンブラック（ＣＢ）を含んだポリマー改質アスファルト４０ｂを使用したポーラスアスファルト舗装混合物１０は、図３（ｃ）及び図４（ａ）に示すように約２０年後であっても骨材３０の周囲がポリマー改質アスファルト４０ｂでしっかりと覆われていることが期待できる。

【0069】

これにより、図４（ａ）に示すように、ポーラスアスファルト舗装混合物２０のアスファルトがカーボンブラック（ＣＢ）を含まないポリマー改質アスファルトＨ型４０ａの場合は約２０年間に２回の補修が必要とされるのに対して、本発明のポーラスアスファルト舗装混合物１０のＣＢを含んだポリマー改質アスファルトＨ型４ｂの場合は、約２０年間はアスファルト４０ｂが剥離せず、表層を補修しなくてもよいという効果が期待できる。２０年間補修しなくてもよい根拠は２０年間にわたり太陽光から照射される紫外線量に相当する紫外線を照射した供試体のカンタブロ試験で性能基準を満足させていることによる。

【0070】

これによって、図４（ｂ）に示すように、本発明のＣＢを含んだポリマー改質アスファルトＨ型使用のポーラスアスファルト舗装１０の建設時の初期コストは、ＣＢを含まないポリマー改質アスファルトＨ型使用のポーラスアスファルト舗装２０の場合に比較して、約１％しか増大しないにかかわらず、経過年数２０年間のライフサイクルコスト（建設及び補修費用）を約４０％以上減が期待できる。

【0071】

以上、試験は廃棄カーボンブラックで実施したが、カーボンブラックによる効果であることから、カーボンブラックが含有される新品カーボンブラック、廃ゴム乾留炭化物、廃タイヤ乾留炭化物又は水分含有廃タイヤ乾留炭化物にも廃棄カーボンブラックと同じ効果が期待できる。

【符号の説明】

【0072】

１ ポーラスアスファルト舗装（表層）
２ 密粒度アスファルト舗装（表層）
３ 不透水層
４ 降雨
５ａ 雨水の浸透流れ
５ｂ 雨水の舗装表面流れ
１０ ポーラスアスファルト舗装混合物
２０ ポーラスアスファルト舗装混合物
３０ 骨材
４０ａ ポリマー改質アスファルトＨ型
４０ｂ ポリマー改質アスファルトＨ型＋ＣＢ（カーボンブラック）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】